Som mange af jer ved, i efteråret 2019 begyndte Google og IBM at føre en reel konfrontation med hinanden: Da Google-repræsentanter erklærede deres "kvanteoverlegenhed" på grund af den vellykkede færdiggørelse af kvantecomputering, tog IBM uventet stafettpællen og demonstrerede deres nye supercomputers evne til at udføre beregninger næsten med samme hastighed og meget mere præcision end Googles kvantecomputer. Dette var ikke første gang nogen satte spørgsmålstegn ved kvanteberegning. Sidste år foreslog Michel Dyakonov, en teoretisk fysiker ved University of Montpellier i Frankrig, mange teoretiske grunde til, at praktiske kvante-supercomputere aldrig vil blive bygget. Så hvordan ved du, hvem der har ret, og hvem der har forkert?
Hvorfor er skabelsen af supercomputere i fare?
Kvantecomputeren er en yderst nyttig opfindelse i skabelsen af fremtidens kunstig intelligens, nye metoder til kryptografi og endda nye typer batterier. På trods af al alsidighed i dets anvendelse fungerer enheden muligvis aldrig i fuld styrke. Til så lidt opmuntrende konklusioner kom den franske forsker Michel Dyakonov, der i mange år arbejdede med implementeringen af kvanteberegning. Videnskabsmanden mener, at på grund af uundgåeligheden af tilfældige fejl i enhedshardware, er det usandsynligt, at der virkelig vil blive bygget virkelig nyttige kvantecomputere nogensinde.
For at forstå, hvorfor oprettelsen af nye generation af supercomputere kan være i fare, er vi først nødt til at forstå principperne for driften af denne computerenhed. I henhold til en artikel offentliggjort på theconversation.com-portalen fungerer moderne computere efter princippet om binær kode, når data gemmes, mens allerede oprettede kvanteenheder bruger et system med kvantebits eller qubits.
Qubits har specielle egenskaber: de kan eksistere i superposition, være både nul og en, mens de er sammenfiltret med hinanden, selvom de er i en betydelig afstand fra hinanden. En sådan usædvanlig opførsel er ikke forbundet med den klassiske fysiks verden, da superpositionen øjeblikkeligt forsvinder, når eksperimentatoren interagerer med kvantetilstanden.
Takket være superposition kan en kvantecomputer med 100 qubits samtidig repræsentere 2.100 løsninger. For nogle opgaver kan denne eksponentielle parallelisme bruges til at skabe en enorm fordel i beregningshastigheden. Der er dog en anden, smallere tilgang til kvanteberegning, hvor qubits bruges til at fremskynde optimeringsproblemer. For eksempel har Canada-baserede D-Wave Systems bygget optimeringssystemer, der bruger qubits til netop dette formål, selvom nogle kritikere hævder, at de resulterende systemer ikke fungerer bedre end klassiske computere.
Kvantecomputere fra D-Wave Systems.
Salgsfremmende video:
På trods af dette investerer virksomheder og lande enorme summer i kvanteberegning. Det vides, at Kina har opført et nyt kvanteundersøgelsescenter til en værdi af 10 milliarder amerikanske dollars, og EU har udviklet en masterplan for kvanteundersøgelser til en værdi af 1 milliard euro eller 1,1 milliarder dollars. Den nye amerikanske nationale kvanteinitiativlov giver mulighed for 1,2 mia. Dollars i udvikling af kvanteinformation over en periode på fem år.
Evnen til at knække krypteringsalgoritmer er en stærk motiverende faktor for mange lande over hele verden. Således kunne viden om fjendens krypteringssystemer give en enorm fordel i intelligens, men samtidig fremme ny grundlæggende forskning inden for fysik, da moderne eksperimentelle systemer kun har mindre end 100 qubits til rådighed. For at opnå nyttig beregningsydelse i en supercomputer, har vi sandsynligvis brug for maskiner med hundretusinder af qubits. For at enhederne skal fungere korrekt, skal de rette alle små tilfældige fejl i softwaren. I en kvantecomputer opstår sådanne fejl på grund af ufuldkomne kredsløbselementer og interaktion af qubits med deres miljø. Af disse grunde kan qubits miste sammenhængen i et bogstaveligt sekund,hvilket kan føre til forkerte resultater fra computeren.
Med andre ord, selvom kvante-supercomputere har en ret til at eksistere, kan rigtigheden af deres beregninger være et stort spørgsmål. Og hvad tror du, vil en person en dag kunne underkaste kvanteteknologier?
Forfatter: Daria Eletskaya